模块化等电位检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种模块化等电位检测系统，更具体地，一种将检测、报警、信号输出集成为一个模块的等电位检测系统，包括桥式整流电路，电压上下限比较器、齐纳二极管、滤波电容、普通三极管、发光二极管、光电三极管。本系统将外部电源信号经过桥式整流电路整流后，通过齐纳二极管限幅以及滤波电容的滤波作用，经过电压上下限比较器的检测与放大输出高低电平，触发普通三极管导通使发光二极管工作，光电三极管接收到发光二极管的信号后导通，并通过信号中继固态继电器控制外部继电器动作，实现指示与动作。本实用新型专利技术旨在将等电位检测系统小型化，提高设备的稳定性，减小设备外形尺寸，方便接线检修。

【技术实现步骤摘要】
模块化等电位检测系统
本专利技术涉及岸电连接系统，尤其涉及高压岸电连接开关柜及高压岸电监测保护柜。
技术介绍
目前大部分欧美船舶均以配备靠泊岸电系统，船舶在码头停靠时，使用岸电而停用发电机，以起到节省能源保护环境的作用，在岸电连接通电前，为保护操作人员及船舶的安全，船体与大地之间必须等电位连接，已往的等电位连接装置大多为分体式，不利于维护且检测二极管长期暴露在盐雾环境中，影响设备的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种模块化等电位检测系统，包括：桥式整流电路，四个整流二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路用于将所输入的交流电压转换为直流电压，第一待检测电压输入端U1通过熔断器FU1与桥式整流电路的一个输入端相连，第二待检测电压输入端U2与桥式整流电路的另一个输入端相连；滤波电容C1，滤波电容C1与桥式整流电路并联，用于过滤桥式整流电路所输出的直流电压中的交流分量；齐纳二极管D，齐纳二极管D与桥式整流电路并联，用于限制桥式整流电路所输出的直流电压幅值；电压上下限比较器，由两个运算放大器A1、A2并联组成，用于比较桥式整流电路所输出的直流电压与所设定的比较电平Ui1和Ui2的大小关系并输出高低电平；两个普通三极管，用于隔离前级电路对后级电路的影响，运算放大器A1、A2的两个输出端均通过检波二极管和电阻分别与一个普通三极管的基极相连，普通三极管的发射极接地，普通三极管的集电极通过电阻和发光二极管与5V电源相连；光电三极管，用于响应发光二极管的信号并控制光电三极管发射极所连接的信号中继固态继电器动作；信号中继固态继电器与防冲击电容并联后接地，光电三极管的集电极与5V电源相连。电阻R1、R1’串联组成第一组分压电路与运算放大器A1的反相输入端相连，为运算放大器A1设定比较电平Ui1，第一组分压电路中R1的一端与5V电源相连接，R1’的一端接地；电阻R2、R2’串联组成第二组分压电路与运算放大器A2的同相输入端相连，为运算放大器A2设定比较电平Ui2，第二组分压电路中R2的一端与5V电源相连接，R2’的一端接地；桥式整流电路的输出端同时与运算放大器A1的同相输入端、A2的反相输入端相连，运算放大器A1、A2的输出端所连接的后级电路均相同。所有5V电源均由外部电源通过隔离模块或者变送模块提供给模块化等电位检测系统并给系统供电。本专利技术的有益效果为：结构紧凑，占用空间小，节省材料，操作维修方便快捷。附图说明图1为本专利技术模块化等电位检测系统的原理图。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种模块化等电位检测系统，其中D为齐纳二极管，与桥式整流电路并联，用于限制桥式整流电路所输出的直流电压幅值；D1、D2、D3、D4为整流二极管，整流二极管D1、D2、D3、D4组成桥式整流电路用于将所输入的交流电压转换为直流电压，待检测电压输入端U1通过熔断器FU1与整流电路的一个输入端相连，待检测电压输入端U2与桥式整流电路的另一个输入端相连；C1为滤波电容，与桥式整流电路并联，用于过滤桥式整流电路所输出的直流电压中的交流分量；RY1、RY2为信号中继固态继电器，R1、R1’、R2、R2’为分压电阻，A1、A2为运算放大电路，1D1、2D1为检波二极管，T1、T2为普通三极管，1D2、2D2为发光二极管，1T1、2T1为光电三极管，1C1、2C1为防冲击电容。U2在远端与大地相连，V+为系统的工作电源正极输入端，正极输入端在电路板上已做处理，只有一个接点，“”为系统的工作电源负极输入端，负极同时与待检测设备或船舶的接地可靠连接。由于图1中的运算放大电路未设置反馈电阻，或者说在开环状态下反馈电阻趋于无穷大，理论上运算放大电路的开环倍数也为无穷大，本系统采用的LM324集成运放，其开环放大倍数约为100dB，此时运算放大电路便形成一个电压比较器，如图1所示，电压上下限比较器，由两个运算放大器A1、A2并联组成，用于比较桥式整流电路的所输出的直流电压与所设定的比较电平Ui1和Ui2的大小关系并输出高低电平；电阻R1、R1’串联组成第一组分压电路与运算放大器A1的反相输入端相连，为运算放大器A1设定比较电平Ui1，第一组分压电路中R1的一端与5V电源相连接，R1’的一端接地；电阻R2、R2’串联组成第二组分压电路与运算放大器A2的同相输入端相连，为运算放大器A2设定比较电平Ui2，第二组分压电路中R2的一端与5V电源相连接，R2’的一端接地；桥式整流电路的输出同时与运算放大器A1的同相输入端、A2的反相输入端相连，运算放大器A1、A2的输出端所连接的后级电路相同。如图1所示，普通三极管，用于隔离前级电路对后级电路的影响，运算放大器A1、A2的两个输出端分别通过检波二极管和电阻与普通三极管的基极相连，普通三极管的发射极接地，普通三极管的集电极通过电阻和发光二极管与5V电源相连；光电三极管，用于响应发光二极管的信号，并控制发射极所连接的信号中继固态继电器动作，信号中继固态继电器与防冲击电容并联后接地，光电三极管的集电极与5V电源相连。正常工作情况1：输入信号经整流后同时输入到运算放大电路A1的正输入端和运算放大电路A2的负输入端之间，当经过桥式整流电路的输出直流电压Ui>Ui1时，运算放大电路A1输出高电平，通过检波二极管1D1，1R1触发普通三极管T1导通，发光二极管1D2工作，触发光电三极管1T1工作，带动信号中继固态继电器动作，对外输出信号。此状态表示船舶或设备电位高于“大地”电位，设备或船舶端有接地故障，不允许下一步操作。正常工作情况2：与情况1类似，输入信号经整流后同时输入到运算放大电路A1的正输入端和运算放大电路A2的负输入端之间，当经过桥式整流电路的输出直流电压Ui<<Ui2时运放A2输出高电平，通过检波二极管2D1，2R1触发普通三极管T2导通，发光二极管2D2工作，触发光电三极管2T1工作，带动信号中继固态继电器动作，对外输出信号。此状态表示设备正常，允许下一步操作。异常情况：当输入电位较高时，高电位有可能破坏检测电路，为防止这种情况发生，在整流电路后增加齐纳二极管以达到限幅作用。当电位过高且在近端有电阻接地时，故障电压将通过整流设备与大地导通，此时将产生大电流，为防止大电流损坏整流电路，在电位输入端设置熔断器FU1，在电流过大时熔断，以保护后端电路安全。其他说明：此系统在船载岸电连接时不单独作为“允许联船“的判定条件，在联船时同时保证安全回路导通，即在安全回路建立，同时电位相等的条件下方可进行联船操作，此系统可通过采集安全回路建立信号输出“联船允许”条件，也可只输出“等电位连接”作为“允许联船”的判定条件之一。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化等电位检测系统，其特征在于，包括：/n桥式整流电路，四个整流二极管D1、D2、D3、D4组成所述桥式整流电路用于将所输入的交流电压转换为直流电压，第一待检测电压输入端U1通过熔断器FU1与所述桥式整流电路的一个输入端相连，第二待检测电压输入端U2与所述桥式整流电路的另一个输入端相连；/n滤波电容C1，所述滤波电容C1与所述桥式整流电路并联，用于过滤桥式整流电路所输出的直流电压中的交流分量；/n齐纳二极管D，所述齐纳二极管D与所述桥式整流电路并联，用于限制桥式整流电路所输出的直流电压幅值；/n电压上下限比较器，由两个运算放大器A1、A2并联组成，用于比较所述桥式整流电路所输出的直流电压与所设定的比较电平Ui1和Ui2的大小关系并输出高低电平；/n两个普通三极管，用于隔离前级电路对后级电路的影响，所述运算放大器A1、A2的两个输出端均通过检波二极管和电阻分别与一个所述普通三极管的基极相连，所述普通三极管的发射极接地，所述普通三极管的集电极通过电阻和发光二极管与5V电源相连；/n光电三极管，用于响应所述发光二极管的信号并控制所述光电三极管发射极所连接的信号中继固态继电器动作；所述信号中继固态继电器与防冲击电容并联后接地，所述光电三极管的集电极与5V电源相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种模块化等电位检测系统，其特征在于，包括：
桥式整流电路，四个整流二极管D1、D2、D3、D4组成所述桥式整流电路用于将所输入的交流电压转换为直流电压，第一待检测电压输入端U1通过熔断器FU1与所述桥式整流电路的一个输入端相连，第二待检测电压输入端U2与所述桥式整流电路的另一个输入端相连；
滤波电容C1，所述滤波电容C1与所述桥式整流电路并联，用于过滤桥式整流电路所输出的直流电压中的交流分量；
齐纳二极管D，所述齐纳二极管D与所述桥式整流电路并联，用于限制桥式整流电路所输出的直流电压幅值；
电压上下限比较器，由两个运算放大器A1、A2并联组成，用于比较所述桥式整流电路所输出的直流电压与所设定的比较电平Ui1和Ui2的大小关系并输出高低电平；
两个普通三极管，用于隔离前级电路对后级电路的影响，所述运算放大器A1、A2的两个输出端均通过检波二极管和电阻分别与一个所述普通三极管的基极相连，所述普通三极管的发射极接地，所述普通三极管的集电极通过电阻和发光二极管与5V电源相连；
光电三极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣，张泽宇，
申请(专利权)人：大连顺泽船舶电器工程有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21